何云波

（中國(guó)大唐華銀電力湘潭發(fā)電有限責(zé)任公司）

0 引言

氫冷發(fā)電機(jī)組的氫氣密封性能是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，安全關(guān)系重大。因此氫冷發(fā)電機(jī)的氫氣泄露治理在發(fā)電廠(chǎng)尤其重要，從設(shè)備安全性與經(jīng)濟(jì)要求來(lái)說(shuō)肯定是嚴(yán)密泄漏量越小越好。

1 發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)密封的難點(diǎn)及常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)

氫冷發(fā)電機(jī)的方式原理和單環(huán)雙流密封瓦的結(jié)構(gòu)及原理在此不贅述，直述生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)以供同行參考。

一般來(lái)說(shuō)由于氫氣系統(tǒng)密封點(diǎn)多，密封治理工作面比較廣，特別是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸封的動(dòng)態(tài)密封性能治理技術(shù)要求高，難度較大，受停機(jī)消缺時(shí)間制約等等。因此系統(tǒng)設(shè)備檢修驗(yàn)收基本按照發(fā)電機(jī)漏氫計(jì)算的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值處理，氣密性能達(dá)到要求范圍內(nèi)即可。如額定氫壓PN（MPa）≥0.5最大允許氫氣泄露量△VH（m3/d）的等級(jí)：合格值為17.625，良為14.25，優(yōu)為10.875。如額定氫壓0.5≥PN（MPa）≥0.4最大允許氫氣泄露量△VH（m3/d）的等級(jí)：合格值為15.75 m3/d，良為12.75 m3/d，優(yōu)為9.75 m3/d。額定氫壓0.4＞PN（MPa）≥0.3最大允許氫氣泄露量△VH（m3/d）的等級(jí)：合格值為14.25m3/d，良為11.25m3/d，優(yōu)為8.25 m3/d。

東方發(fā)電機(jī)廠(chǎng)QFSN330-2-20發(fā)電機(jī)運(yùn)行氫壓為0.305MPa，氫氣系統(tǒng)泄漏不大于14.25m3/d，即符合標(biāo)準(zhǔn)；咨詢(xún)多家發(fā)電企業(yè)已知國(guó)內(nèi)發(fā)電行業(yè)此類(lèi)型機(jī)組的氫氣系統(tǒng)泄漏情況基本在8～10m3/d內(nèi)，治理很好的可以達(dá)到6～7m3/d。湘潭發(fā)電公司1號(hào)發(fā)電機(jī)密封瓦漏氫經(jīng)過(guò)技術(shù)攻關(guān)，2021年2月19日至26日對(duì)密封瓦改造處理后，3月1日開(kāi)機(jī)運(yùn)行至4月6日，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)計(jì)算1號(hào)發(fā)電機(jī)漏氫量約4m3/d。在電力行業(yè)同類(lèi)型機(jī)組內(nèi)創(chuàng)新最好記錄值。使發(fā)電機(jī)氫氣泄露的安全性能大幅提高，此次治理編寫(xiě)的《密封瓦治理技術(shù)總結(jié)》可給行業(yè)同問(wèn)題治理提供很好的借鑒。

2 技術(shù)攻關(guān)背景

1號(hào)發(fā)電機(jī)型號(hào)為QFSN330-2-20，1號(hào)發(fā)電機(jī)汽端密封油漏氫報(bào)警最大至3.26%，2020年5月7日經(jīng)過(guò)調(diào)整后，發(fā)電機(jī)汽端密封瓦處漏氫量減少至25m3左右。7月底開(kāi)始，1號(hào)機(jī)汽端密封油處漏氫量緩慢增大至30多m3/d。經(jīng)過(guò)對(duì)密封油的細(xì)致調(diào)整，漏氫量基本維持在17m3/d左右，處于隱患狀態(tài)。查詢(xún)以往漏氫記錄，多年來(lái)歷史最好狀態(tài)在7m3/d以上。

3 密封瓦泄漏治理過(guò)程

不同以往的分三步曲進(jìn)行：第一步，在機(jī)組停盤(pán)車(chē)解體密封瓦前進(jìn)行提高氫側(cè)氣壓，在發(fā)電機(jī)不停止盤(pán)車(chē)、密封油系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，動(dòng)態(tài)查漏，這一步是與常規(guī)不同之處的現(xiàn)象細(xì)節(jié)診斷，設(shè)備主人和檢修主人一一細(xì)查記錄；第二步為全面解體測(cè)量分析，以確定備品配件技術(shù)要求和處理方法；第三步是優(yōu)化廠(chǎng)家設(shè)計(jì)和各關(guān)鍵點(diǎn)的特殊工藝加工。

3.1 檢查方法及情況

2021年2月16 日對(duì)1號(hào)發(fā)電機(jī)兩端密封瓦進(jìn)行解體前查漏，查漏方法是氣體置換后提高發(fā)電機(jī)氫側(cè)氣壓至0.4MPa，在發(fā)電機(jī)不停止盤(pán)車(chē)、密封油系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，用噴壺對(duì)密封瓦套所有密封面進(jìn)行噴油檢查，發(fā)現(xiàn)爐側(cè)汽端大端蓋中分面與密封瓦套結(jié)合面處有冒氣泡泄漏；密封瓦空側(cè)環(huán)軸上半約220°范圍部分密封油膜完整，其余環(huán)軸下部無(wú)油膜，且有明顯漏氣聲音。解體密封瓦后測(cè)量軸頸約φ449.88mm，密封瓦環(huán)徑向φ450.08～450.14mm，橢圓度0.06mm；軸向間隙0.41mm，軸向表面有明顯磨損和電腐蝕痕跡，瓦套拆卸前壓墊法蘭高度約42.3～42.8mm，下部有4個(gè)螺栓松動(dòng)，其他螺栓緊力不大?？諅?cè)、氫側(cè)密封油壓力和氫氣壓力管道接頭密封墊是紫銅墊，曾有泄漏外部膠帶封堵處理。瓦套密封墊為燕尾槽對(duì)接口。

勵(lì)端查漏噴油檢查發(fā)現(xiàn)電側(cè)大端蓋中分面縫隙與密封瓦套結(jié)合面處有冒氣泡泄漏，爐側(cè)瓦套螺栓平面有冒氣泡泄漏；密封瓦環(huán)軸水平結(jié)合面部位有油柱外漏；密封瓦環(huán)軸密封油膜不完整；解體后測(cè)量軸頸φ449.87mm，密封瓦環(huán)徑向φ450.09～450.13mm，橢圓度0.04mm；軸向間隙0.20mm，在中間環(huán)面積約80mm×10mm范圍內(nèi)，烏金有局部明顯開(kāi)裂、脫胎，根據(jù)痕跡判斷此密封瓦環(huán)是進(jìn)行過(guò)二次澆瓦加工修復(fù)的；瓦套拆卸前壓墊法蘭高度41.7～42.5mm，螺栓無(wú)松動(dòng)，緊力不大，瓦套未裝絕緣定位銷(xiāo)（定位銷(xiāo)尺寸φ12.5×φ11.6×60）?？諅?cè)、氫側(cè)密封油壓力和氫氣壓力管道接頭密封墊是紫銅墊。瓦套密封墊為整圈無(wú)接口，變形嚴(yán)重，有局部開(kāi)裂情況。

由此，確定需要解決的問(wèn)題為：①如何使密封瓦環(huán)軸形成良好密封油膜；②如何防止密封瓦套的密封墊壓緊變形、泄漏，保障絕緣防止電腐蝕；③如何保障以后此項(xiàng)目的檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 處理工藝過(guò)程

針對(duì)問(wèn)題①：根據(jù)兩端密封瓦環(huán)解體測(cè)量情況及泄漏情況、缺陷情況、密封油膜的不完整問(wèn)題，決定對(duì)密封瓦進(jìn)行更換全新密封瓦環(huán)，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化改造，對(duì)新密封瓦進(jìn)行以下幾項(xiàng)工作。

1）廠(chǎng)家設(shè)計(jì)的密封瓦在兩側(cè)中分面位置約60°范圍氫側(cè)、空側(cè)無(wú)進(jìn)油孔（由下圖可見(jiàn)），為了優(yōu)化設(shè)計(jì)改善氫側(cè)密封油槽進(jìn)油均勻和瓦側(cè)面潤(rùn)滑油膜均勻，對(duì)密封瓦加鉆8個(gè)φ5mm進(jìn)油孔，孔的徑向位置對(duì)中氫側(cè)密封油槽；孔的軸向同分度均布。

圖 廠(chǎng)家圖紙

2）新密封瓦徑向間隙只有0.16mm，對(duì)烏金進(jìn)行修刮至全周12等分徑向直徑φ450.06～φ450.07mm，間隙值約0.18～0.19mm（標(biāo)準(zhǔn)0.18～0.23mm）；新瓦軸向間隙0.11mm，對(duì)瓦軸向面采用平板研磨機(jī)進(jìn)行研磨掉0.03mm，使間隙達(dá)0.14mm（標(biāo)準(zhǔn)0.13～0.20mm）；對(duì)密封瓦環(huán)中分面連接螺栓緊力實(shí)驗(yàn)設(shè)定不小于95N·m。

3）為了防止修好的密封瓦在裝復(fù)過(guò)程中造成損傷，制作一個(gè)方便瓦套吊裝的工具。

針對(duì)問(wèn)題②：根據(jù)密封墊的拆卸檢查情況，分析決定對(duì)瓦套密封墊進(jìn)行更換，并修編接口和安裝緊固工藝，在密封瓦套外圓安裝密封墊限位環(huán)。為了減小工作量、避免臨時(shí)解開(kāi)汽輪機(jī)聯(lián)軸器導(dǎo)致轉(zhuǎn)子中心變動(dòng)和對(duì)輪螺栓損壞風(fēng)險(xiǎn)，沒(méi)有采取解開(kāi)對(duì)輪安裝，因此采用接口處理，接口位置在圓周斜上方約45°處，接口設(shè)計(jì)為60mm長(zhǎng)斜面涂膠壓接和中間φ19mm圓柱對(duì)穿定位的特殊結(jié)構(gòu)膠接。對(duì)瓦套的緊固確定技術(shù)要求密封墊壓縮量為密封墊厚度的15%，約等于1.5mm；瓦套上下、左右緊固后測(cè)量瓦套外圓固定測(cè)量點(diǎn)偏差小于0.2mm，測(cè)量方法目的是要求保證密封瓦與軸的垂直度，測(cè)量基點(diǎn)定為軸肩位置；絕緣不良電腐蝕問(wèn)題則對(duì)瓦套定位配制絕緣銷(xiāo)（定位銷(xiāo)尺寸φ12.5×φ11.6×60）；空側(cè)、氫側(cè)密封油壓力和氫氣壓力管道接頭密封墊制作了2.5～3mm厚絕緣墊安裝。

針對(duì)問(wèn)題③：根據(jù)2020年至2021年對(duì)2號(hào)機(jī)和1號(hào)機(jī)密封瓦泄漏治理的幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果編制了《氫冷發(fā)電機(jī)單環(huán)密封瓦檢修質(zhì)量驗(yàn)收表》。

4 處理結(jié)果

2021年2月19 日～26日對(duì)密封瓦改造處理后，3月1日開(kāi)機(jī)運(yùn)行至今，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)計(jì)算1號(hào)發(fā)電機(jī)漏氫量約3.95m3/d；2號(hào)發(fā)電機(jī)在3月份氫氣系統(tǒng)治理后運(yùn)行漏氫量約3.30m3/d，在電力行業(yè)同類(lèi)型機(jī)組內(nèi)創(chuàng)新最好記錄值，提效明顯。

5 結(jié)束語(yǔ)

1）廠(chǎng)供配套的密封瓦套的密封墊外徑比發(fā)電機(jī)端蓋環(huán)槽小20mm，因此在緊固密封瓦套時(shí)，10mm厚度橡膠密封墊擠壓局部向外鼓出變形嚴(yán)重，容易導(dǎo)致密封油進(jìn)油口和螺絲孔泄漏，建議以后訂貨要求密封墊加大外徑18～20mm，其他尺寸不變，使其外徑限制在發(fā)電機(jī)端蓋加工止口內(nèi)以避免緊固變形泄漏問(wèn)題。

2）如果密封墊外徑?jīng)]有按要求加大，建議在密封瓦套外圓安裝的密封墊限位塊厚度4mm鋼板環(huán)套焊接牢固，高度4mm為宜；計(jì)算密封墊厚度10mm－限位環(huán)4mm－緊固壓縮1.5mm＝4.5mm完全能夠滿(mǎn)足瓦套絕緣間隙要求。

3）對(duì)密封瓦的中分面兩側(cè)按原設(shè)計(jì)分度進(jìn)行加鉆8個(gè)φ5mm氫側(cè)進(jìn)油孔，均勻進(jìn)油，改善氫側(cè)密封油膜，增強(qiáng)密封效果，改造后可以看到密封瓦環(huán)軸密封油膜完整均勻，可以明顯優(yōu)化廠(chǎng)家設(shè)計(jì)，提效明顯。

4）對(duì)瓦套的緊固確定技術(shù)要求密封墊壓縮量為密封墊厚度的15%較好，壓緊量約等于1.5mm；瓦套緊固后測(cè)量偏差小于0.20mm，測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)定為軸肩位置比較精確，測(cè)量方法是采用內(nèi)徑千分尺分別上下、左右四個(gè)方向測(cè)量轉(zhuǎn)子軸肩與密封瓦套距離，是要求保證密封瓦與軸的垂直度。如此可以完全避免瓦套密封墊泄漏和保障密封瓦環(huán)在瓦套內(nèi)與軸配合無(wú)偏斜達(dá)最佳密封效果。